叶智杰,陈宇[1]（2022）在《共轭聚合物光电探测器研究进展》文中研究说明相较于传统无机半导体材料,有机共轭聚合物半导体具有响应光谱高度可调、质量轻、可大面积制备、与柔性基板兼容等优点,其作为光活性层在下一代可穿戴光电探测器的应用中显示出巨大的应用潜力。共轭聚合物具有多样化的结构设计,不同的分子结构对其光物理化学性能可进行灵活调控,进而展现出各具特色的光电特性。同时,通过结构优化亦可赋予共轭聚合物优良的溶液加工性能,简化其器件制备工艺。本文简要介绍了共轭聚合物光电探测器的工作原理及其相关参数,根据聚合物主链结构单元的不同,分别对各类有机共轭聚合物材料在光电探测领域的最新研究和应用进展进行综述和分析,探讨了共轭聚合物构效关系、器件结构等对光电探测性能的影响,并对其现有不足和未来发展进行展望,以期能促进共轭聚合物光电探测器的进一步发展。
时雅瑞[2]（2019）在《π共轭和氮杂类有机半导体材料载流子传输性质研究》文中研究指明在论文中,以量子力学计算方法为研究基础,采用密度泛函理论和Marcus-Hush转移理论模型模拟了π共轭和氮杂类有机半导体材料分子的载流子传输性质。论文主要包含下面的五个部分。（1）嵌二萘衍生物是一种应用广泛的有机半导体材料分子。研究了12种在中心骨架分子不同的位置上引入不同数量取代基的嵌二萘衍生物分子的载流子迁移性质,基于分子单晶结构和不连续的电荷跳跃传输模型计算了晶体的载流子迁移率,揭露分子自身结构变化和迁移率之间的关系。其中在2,7位置上引入二苯基取代的嵌二萘衍生物分子的空穴迁移率高达2.95 cm2 V-11 s-1,在4,5位置引入噻二唑嵌二萘衍生物的电子迁移率达到6.24 cm2 V-11 s-1。计算结果和实验数据是一致的,说明Marcus模拟传输模型对于嵌二萘衍生物的计算是适用的。结论认为有机半导体分子中的电荷传输性质受到分子上引入的取代基团影响。（2）使用量化计算方法探究电荷传输机制对于分子的晶体堆积结构的定向依赖性。高转移积分和低重组能的π堆积晶体结构的有机半导体材料有着更佳的电荷传输性质。在传输路径上的电荷传输积分的高低归因于跃迁结构的参数变化。半经典的Marcus计算模型从晶体结构的一维扩展到了三维的方向上。考虑空间中的所有方向上的有效转移积分计算得到的迁移率比仅考虑平面的迁移积分计算的迁移率要准确。（3）研究了二聚体模型和分子间相互作用对载流子传输的影响。考虑分子间相互作用和电荷耦合积分的综合效果下的计算结果,在一个跃迁方向上同时存在π-π跃迁结构和强分子间相互作用时,它们之间会产生协同作用进而增加分子间的迁移积分,也就是说分子间相互作用对电荷传输的变化有影响,在所有相互作用中,π堆积产生的相互作用起主导作用。在分子间相互作用分析中,弱相互作用氢键在分子间静电相互作用中扮演很重要的角色。（4）系统研究了1,3,6,8-tetraazapyrene（TAPy）四氮杂芘衍生物的电荷传输性质。在不打乱分子平面骨架结构的前提下,计算晶体结构下的各向异性迁移率和引入不同吸电子能力的基团对电荷传输性质的影响。结果显示在分子中引入卤族元素会降低分子的最低空轨道LUMO的能级,并提高分子的n型半导体性质的稳定性。分子的重组能和耦合积分结果都证明引入吸电子基团之后TAPy衍生物分子的电子迁移率很高,很有可能会从p型半导体变化为有潜力的n型半导体分子。同时,用主方程近似法计算的随角度变化的各向异性迁移率结果证明最大迁移率数值出现的方向正好就是最大迁移积分数值的方向。（5）在掺杂物分子的界面上,电荷转移的程度取决于分子间堆积方式,HOMOD-LUMOA差值,供体电离势和受体亲和势的差值以及二聚体中轨道相互作用的大小。为了更好地理解掺杂物晶体中的电荷传输性质,建立一个结合半经典Marcus理论和分子动力学模拟的计算模型,计算的结论与实验结果一致的迁移率结果。基于复合物TTF-TCNQ的晶体结构在各向异性和随机行走两个模型中计算的平均和最大迁移率数值分别为0.21和4.59 cm2 V-1 S-1,和实验测试结果一致,此外在TTF-TCNQ的分子界面上预测的独特的金属导电性质的电阻为4.43 k?。对比单体的供体和受体分子,复合物晶体有着较高的迁移率和导电性。本论文的理论模拟研究证明了适当调整分子本身结构和二聚体跃迁结构对提高晶体的电荷传输性质很重要。论文创新性地针对不同的π共轭和氮杂类有机分子采用不同的计算方法,例如费米黄金规则下的全量子理论方法和量子校正的Marcus理论方法,对分子跃迁路径和分子间相互作用的合并研究有利于设计合成高性能的半导体材料,同时研究结果也为提高有机半导体的迁移率和制备更高性能的电子器件提供了理论支持。
余萍[3]（2018）在《n-型有机半导体分子的二维界面自组装》文中研究指明由n-型有机半导体在光电材料和电子器件中的广泛应用可知,研究半导体分子的二维结晶行为对设计光电器件具有指导意义。而n-型半导体在表面或界面处的自组装研究较少,所以研究分子结构与表面纳米结构组装的关系,有利于构建性能优异的光电器件。扫描隧道显微镜（STM）是一种通用技术,可以在分子水平上检测到纳米结构和动态过程。STM在表面或者界面上半导体的研究,为观察和理解分子间相互作用机理提供了机会。1.研究了共轭骨架维度、几何对称性对二维结晶的影响。设计三个具有相同取代基和分子几何对称性,但共轭骨架维度不同的分子,以及改变了分子的对称性。利用扫描隧道显微镜在液体-高定向热解石墨界面处探索基于萘嵌二酰亚胺的n-型半导体的二维结晶。具有增加的芳族尺寸的萘嵌苯二酰亚胺显示出不同的表面结晶行为和二维图案。同时发现表面手性直接受到芳香尺寸的影响。二维图案和表面手性也可以通过溶剂的性质来调整。另外,发现分子对称性对于形成长程有序的二维单层非常重要。研究表明合理的分子尺寸和几何对称性的设计对实现特定二维纳米图案的重要性,特别是对基于萘嵌二酰亚胺的半导体类型。2.研究了卤素间相互作用对n-型半导体分子二维结晶的影响。将单个溴原子引入到萘嵌苯-3,4-二羧基单酰亚胺（PMI）中,并探讨了卤素原子在液-固界面处二维结晶的作用。通过STM监测液-固界面处的二维纳米结构和手性,进行模拟以深入了解二维结晶行为。可以发现,PMI和Br-PMI可以在辛酸-HOPG界面上形成长程有序的二维单层。通过在PMI的9位引入Br原子,二维排列和手性均发生变化。在与Br原子相关的I型卤素···卤素相互作用的帮助下获得更紧密的排列。说明卤素间相互作用有助于表面自组装。此外,TBB分子的加入使单层的二维排列进一步改变,TBB与X···H—C氢键一起形成I型和II型卤素···卤素相互作用。因此,可以通过引入卤素相互作用来改变单组分和二元表面组装。
苗信诚[4]（2018）在《低压驱动高增益体异质结有机光电探测器的研究》文中研究表明有机光电探测器具有轻便、制作工艺简单、低工作电压、溶液低温大面积制备等优点,目前已广泛应用于传感、环境监测、国防建设、航天、消防等邻域。高增益有机光电探测器对提高器件的响应度和探测率有重要作用。目前传统高增益有机光电探测器的工作机制主要基于光导模型和利用有机材料内部缺陷导致的多重激子激发,但是光导模型器件主要在高压强电场下工作,而多重激子激发被证明在有机材料中很难实现,并且相应高增益效果有限,因此对低工作电压高增益有机光电探测器的研究成为人们研究热点。本论文则通过于体异质结活性层引入富含缺陷有机HL2材料,采用新颖倒装器件结构,将电子给体材料与MoO3修饰材料形成异质结制备低工作电压高增益有机光电探测器。本文通过使用氨基酸修饰阴极,MoO3材料修饰阳极,即降低活性层与两侧电极之间的能级势垒,又可提高光生电荷传输与被收集效率。以PCE-10和PCBM共混作为活性层材料,改变有机缺陷HL2材料掺杂比例,采用慢速旋涂工艺,最终制备高增益体异质结有机光电探测器件在1.5 V低外加偏压下,其外量子效率最终达到2552%,从而响应度也大幅提升,并且得益于有机HL2材料对电流的抑制作用,探测率也突破到7.08×1014Jones,达到甚至超过了目前无机硅探测器件的性能。并对缺陷HL2材料掺杂对器件线性度、老化特性等方面影响进行了探究,发现缺陷HL2材料掺杂在提高器件偏压下增益效果的同时,并没有对器件其余方面造成负面影响。并进一步使用MEH-PPV和PDPP3T材料替代PCE-10,所制备器件偏压下也出现了高增益现象,说明在本文倒装器件结构下,于有机活性层材料中的缺陷掺杂,对于提高器件在偏压下的增益效果具有适用性。为了详细了解所制备器件的高增益原理,本课题探究了器件各有机功能层以及正倒装结构对器件高增益的影响,所制备器件高增益的工作机理主要是有缺陷电子给体材料与MoO3阳极修饰材料形成异质结,在正向偏压下引起外部电荷大量注入,最终导致器件外量子效率突破100%的限制,达到高增益的效果,而有机材料内部缺陷引起的多重激子激发仅对高增益起到辅助作用。
刘桂林[5]（2017）在《基于聚合物和富勒烯异质结太阳电池的研究》文中研究表明有机太阳电池是一种极具潜力的新型太阳电池,与传统的无机太阳电池相比,有机材料具备来源广泛、质量轻便、能够大面积制备、柔性与延展性好、以及材料色彩多样性等优点。另一方面,对有机太阳电池的研究尚未形成统一的理论,许多现象还不到解释,器件的效率受到许多问题的影响。因此,对有机太阳电池制备及表征的研究显得十分重要。本文以聚合物/富勒烯本体异质结为研究对象,选取了聚3-己基噻吩（P3HT）和富勒烯衍生物（PCBM）为异质结材料,对基于聚合物/富勒烯的异质结太阳电池的制备工艺及光电转换现象进行了深入研究,主要成果如下:提出铺撒锌粉湿法刻蚀新工艺,提高刻蚀效率。本文在传统的湿法刻蚀流程中,在ITO阳极刻蚀之前铺撒锌粉,利用锌粉与氧化锡构成原电池反应,减少了电极边缘的钻蚀,提高刻蚀电极的精细度。新工艺阳极刻蚀时间仅需20 s左右,是传统湿法刻蚀工艺时间的一半。得出聚合物/富勒烯太阳电池最佳有源层厚度。本文根据聚合物/富勒烯（质量比1:1）为本体异质结的有源层需要平衡光子吸收与激子扩散这一特点。通过实验得到90 nm厚的有源层是既能保证足够的光子吸收,也能保证激子在给体/受体接触界面附近分离的最佳有源层的结论。与偏离最佳有源层的聚合物/富勒烯太阳电池相比,有源层厚度为90 nm厚的聚合物/富勒烯太阳电池的光电转换效率提高了近12%。基于90 nm有源层最佳厚度的结构,采用阴极进行了修饰研究与阳极掺杂改性使聚合物/富勒烯太阳电池的光电转换效率提高6.89倍。实验研究表明使用钙单质作为阴极修饰层能够有效的提升器件的开路电压。与未使用阴极修饰层的聚合物/富勒烯太阳电池相比,使用阴极修饰层后聚合物/富勒烯太阳电池的光电转换效率从0.55%提升到1.27%,提高了1.3倍。这是因为钙元素与P3HT中的硫元素成键,降低了给体材料的HOMO能级,从而增大了给体与受体材料之间的势差,导致开路电压得到提升。阳极掺杂改性的实验表明掺杂剂的掺杂浓度与空穴传输层薄膜电导率之间存在对应关系。在PEDOT:PSS溶液中掺杂二甲亚砜（体积浓度3%）后制备的聚合物/富勒烯太阳电池的光电转换效率从没有掺杂时的1.27%提高到3.79%。在上述研究的基础上,论文利用,论文利用飞秒瞬态泵浦极化光谱和相关演化微分法研究了聚合物/富勒烯太阳电池光电转换过程中的光生电子的时间响应。本文发现光生电子的产生时间量级为10 ps,在此时间内一个激子便能湮灭产生一对自由极化子。自由极化子的产率在100 ps内能够稳定增加。在利用瞬态光电测试系统对光电转换过程中载流子复合的研究中,我们发现在开路条件下,有源层内的成对复合占据主导。但当聚合物/富勒烯太阳电池连接负载之后,其复合速率在10μs之后显着降低,这是由于内建电场的驱动作用,使电性相反的载流子向着各自的电极迁移,使非成对复合作用增加。因此,载流子迁移与复合发生在纳秒-微秒量级。在基于上述研究成果的基础上,本文设计了一种基于聚合物/富勒烯为本体异质结的位置传感器。该传感器利用有源层厚度的梯度变化,运用550 nm与620 nm双波长激发的光电流差异特性,有效地实现了空间位置传感。总之,本文基于DMSO掺杂的30 nm厚的PEDOT:PSS空穴传输层、90 nm厚的聚合物/富勒烯本体异质结、10 nm厚的阴极修饰层制备的聚合物/富勒烯太阳电池的能使其光电转换效率提高6.89倍。本文发现,聚合物/富勒烯电与硅电池相比仍差距很大的原因之一来自于聚合物/富勒烯太阳电池中的载流子迁移至少需要10μs的时间,而光电子的产生仅在100 ps左右即可完成。本文以聚合物/富勒烯本体异质结为基础,对聚合物/富勒烯太阳电池的制备工艺、光电特性通过逐层优化的方式进行了详细的研究,制备的聚合物/富勒烯太阳电池的光电转换效率随各层优化稳步提升。在优化器件结构的基础上,本文对聚合物/富勒烯太阳电池的光电转换过程与光电转移现象进行了研究。本文侧重于解决聚合物/富勒烯太阳电池中电极形貌对载流子传输影响的问题;修饰层对器件性能影响的问题;光生电子产生与复合的问题;有机光电传感器在位置传感中的应用等。论文侧重于对实验现象进行机理性的分析与研究,希望能够对今后的研究工作提供某些指导性意见。
刘博[6]（2016）在《基于无序体系电荷输运理论的聚合物半导体全器件模型构建与应用》文中提出共轭聚合物材料具有质轻、廉价、易加工等特点,在半导体光电器件制备方面应用前景广阔。然而,与无机半导体材料相比,有机半导体材料的缺点是电荷输运能力较差,表现为迁移率较低。目前使用聚合物半导体材料制备的电子器件还未达到商品化的门槛。应用复杂体系电荷转移理论来描述有机/聚合物体系的电荷输运过程,通过结合激子扩散、载流子复合、电极—半导体接触条件等模块,我们构建出了有机/聚合物太阳能电池（及场效应晶体管）全器件模型。应用全器件模型进行理论与模拟研究,可以方便地建立起微观物理过程与器件宏观性能之间的联系。进而有助于理解器件性能限制因素的本源,并为实验提供改进方向。与目前更流行的、同样包含唯象参数的动力学蒙特卡洛方法全器件模型相比,我们构建的主方程方法全器件模型的最大优势是数值求解容易且快速。对聚合物给—受体二元共混型本体异质结太阳能电池体系进行模拟,光生激子的扩散与分离以及自由载流子在同相内和异相间的输运是核心步骤。在有机/聚合物本体异质结太阳能电池全器件模型合理性验证研究方面——我们发现迁移率与能量无序度间存在非阿瑞尼乌斯二次方关系;通过模拟退火过程,发现活性层相分离程度对器件效率影响很大,存在所谓的“最佳形貌”;迁移率与器件效率间的关系存在争议,我们发现随迁移增加器件效率提高并最终趋于饱和;通过模拟还发现,当电子和空穴迁移率不平衡、电极—活性层接触势垒较高且不平衡时,会导致局部电荷积累,进而导致双分子复合增强。通过将唯象参数引入全器件模型,使得电荷从电极注入及电荷被电极抽取不再是简单的反向过程,从而实现了对注入暗电流和抽取光电流的精确模拟。我们发现对电极—活性层能带进行匹配,可以降低接触势垒,显着提高器件效率;较高的接触势垒导致内量子效率降低的本源是局部空间电荷堆积致使双分子复合损失增多;另外,接触势垒高度对双分子复合速率影响较大,对成对复合速率影响较小。在对铁电聚合物材料界面层—本体异质结太阳能电池体系模拟研究方面:通过对已报道的存在争议的实验结果进行精确模拟,我们解释了一类聚合物铁电材料作为电极修饰界面层的作用机理,指出“电极优化与能带匹配”机理是合理的,而铁电薄膜极化引入“永久额外内电场和串联电阻”这一机理存在漏洞。结构上包含三个电极的有机场效应晶体管是注入型电荷传输器件,针对其的主方程方法全器件模型构建可以看作是对已有的有机/聚合物太阳能电池模型去除光物理过程模块的简化。目前,利用我们构建的有机场效应晶体管全器件模型模拟,可以得到输出曲线、载流子沿器件厚度一维分布、能量无序度与迁移率关系等结果。
郑超[7]（2014）在《共轭聚合物杂原子修饰、构象控制及光电性质的理论与实验研究》文中研究指明有机共轭高分子在光电功能材料中已经显示出很多特殊的应用,包括在有机电致发光（OLED）、有机太阳能电池（OSC）、有机场效应管（OFET）等领域都体现出其良好的可加工性、光谱可调节性及其他有机小分子不具备的特殊性质。为了深入理解芴基有机材料的光物理性质,我们分别研究了芴基共轭小分子、寡聚物以及嵌段共聚物等一系列共轭分子的电子结构、光电特性以及结构与性能之间的关系,本论文采用量子化学计算方法从理论和实验两方面上进行了系统的研究和分析,从而对解释实验现象提供了理论依据。本论文围绕有机光电材料的设计和相关光物理过程的研究展开工作,通过理论计算模拟的方法,采用密度泛函理（DFT）、分子动力学（MD）等理论和计算方法,建立不同理论模型和计算步骤,对聚合物分子体系进行分子结构和分子构象的研究,探索聚合物材料结构与性能之间的关系以及电子性质和光物理过程。进一步探索聚合物中杂原子对分子共轭程度的影响,与分子轨道的相互作用;分子结构序列、取代基、封端基、溶剂作用等分子构象的控制对材料光电性能的影响,为有效设计共轭聚合物材料、实现高效率光电功能应用提供有力的理论指导。对有机共轭分子进行了基本光学物理性质的理论预测:（1）设计了一系列新型含杂原子有机聚合物/寡聚物材料,发现杂原子引入高度共轭的分子骨架和构象控制可以有效的调节光电性质。（2）研究取代基/封端基、溶剂效应、分子结构序列等因素对材料的电子性质和光物理过程的影响,实现光电性能的理性控制。结果表明,有机共轭聚合物可以通过分子设计实现基本光物理性质的预测,与实验值较好的吻合。（3）首次发现手性聚合物材料的光学性质差异现象,结合DFT和MD理论计算方法提出了可能的机理。（4）首次研究了纯有机长余辉发光现象,对发光机理进行理论研究,为有机光电材料的激发态调控提供了新的途径。
黄娟云[8]（2015）在《基于三芳胺的分子开关和分子导线类化合物的合成及性质研究》文中研究说明随着电子设备和器件的尺寸越来越小,基于分子水平的器件研究引起了人们的广泛关注。目前,人们已经设计合成并测量了的一些分子电子器件主要有分子导线、分子开关、分子存储器、以及分子整流器等。其中,分子导线是组成分子电子器件的核心结构单元,也是实现完整分子电路不可缺少的基本元件。而且分子导线具有尺寸小、种类多及性能可调等优点,因而被赋予了非常广泛的应用前景。分子开关作为未来逻辑与存储电路的结构单元,也成为了分子电子器件领域的研究热点。三芳胺类化合物由于其自身的优点如较高的空穴迁移率、较低的离子化电位、较好的给电子性和稳定性等,成为一类非常重要的有机分子,在化工染料、医药中间体、特别是有机光电材料等方面有着十分广泛的应用。本文中,我们在三芳胺体系中引入了具有优良光致变色性质的二噻吩乙烯结构和具有氧化还原活性的金属钌单元。根据文献,我们知道,二噻吩乙烯类化合物具有优良的光致变色性质;金属钌单元具有很好的氧化还原性质,是一类很好的氧化还原端基;而三芳胺既可作为桥联配体,也可作为氧化还原活性端基。因此我们将这三者结合起来,设计并合成了一系列含三芳胺结构单元的分子开关和分子导线类化合物。具体内容如下:1.将三芳胺引入到二噻吩乙烯骨架中,设计并合成了一类含三芳胺的二噻吩乙烯型分子开关化合物。利用UV-Vis吸收光谱研究了它们的光致变色性质,利用循环伏安法和紫外可见近红外光谱电化学研究了它们的电化学及光谱电化学性质。结果表明,所合成的目标化合物均表现出较好的光致变色性质和电致变色性质,可作为具有多重响应性质的开关材料。2.将三芳胺引入到分子导线中,设计并合成了一系列以三芳胺为桥联配体,以金属钌单元或三芳胺为氧化还原活性端基的分子导线类化合物。利用循环伏安、方波伏安、红外及紫外可见近红外光谱电化学等技术系统地研究了该类化合物的电化学以及光谱学性质。结果表明,该类化合物均表现为多步的单电子氧化过程。
闫东鹏[9]（2012）在《无机/有机复合超分子层状光功能材料的组装及性能：实验与理论研究》文中研究指明近年来，超分子科学与化工，能源，环境，材料科学等领域不断融合，为新型功能材料提供了无限的发展空间。层状复合金属氢氧化物（LDHs）是一类具有无机超分子结构的功能材料，其粉体材料已在功能助剂材料、医药材料、高性能催化材料等领域得到工业化应用。若将其进一步薄膜化，可为发展先进光电功能材料及相关器件提供研究基础，同时可基于超分子化学和固态化学原理发现新的科学问题。光能是能源的重要组成部分，光功能材料是一类能对光能进行传输、吸收、储存、转换的材料。近年来新兴的含共轭结构的有机光功能活性材料具有原料来源广泛，发光量子效率高、柔韧性好、色泽鲜艳、易于大规模生产等特点，其在光致/电致发光，染料激光器，偏振荧光，光学传感器，刺激响应型材料，非线性光学等领域具有广阔的应用前景而倍受各国科技界和产业界的关注。有机固态发光材料存在分子易于聚集造成荧光淬灭，光热稳定性较差等弱点，因此，如何提高光活性组分物质发光效率是该领域研究的重要问题。本论文从插层材料的超分子设计角度出发，结合有机光功能材料发展和应用过程中存在的问题，提出以LDHs为主体，光活性分子为客体，经插层组装和剥层组装构筑了系列新型无机/有机超分子光功能粉体与薄膜材料。以强化光功能为导向，以提高材料的发光效率和光学性能为研究目标，从实验和理论计算两方面对系列光活性分子（共轭聚合物，有机小分子，荧光配合物）/LDHs复合材料的超分子结构、电子结构、能级特征、主客体相互作用进行了研究，获得了具有优良发光性能的固态粉体与薄膜材料。同时探索此类材料的制备规律、结构与光功能关系。通过改变主/客体相互作用，客/客体相互作用，解决此类光功能材料的可控组装和发光性能优化及调控中的科学问题，发展了系列具有单色发光，多色发光，偏振荧光，双光子发射，近红外吸收与发光，智能响应荧光变色等性能的功能材料，为新型超分子结构光功能材料的发展提供了新的研究思路，奠定了一定的理论和实践基础。论文主要的研究内容和结果如下：1.在无机/有机超分子结构光功能材料的理论研究方面，提出无机LDH层板对层间有机光活性客体具有量子能垒的限域效应，可构筑一类具有无机/有机多重量子阱特性的复合光功能材料。采用实验和理论计算相结合的研究方法揭示了此类新型量子阱结构的能级特征和性能优势。无机/有机杂化多重量子阱结构是插层材料主客体相互作用的集中体现和新的特征，为该类材料应用于光功能薄膜及光功能器件提供了一定理论依据和实验基础。2.基于层层组装方法得到了三种共轭聚合物/LDH超薄膜材料。分别以磺化聚对亚苯（APPP）,磺化聚苯撑乙烯（APPV），磺化聚噻吩（APT）为发光客体与LDHs纳米片交替沉积，实现了蓝、橙、红复合超薄膜的有序组装。该材料具有结构有序，厚度可控、亮度均一等特点。与散发光客体，抑制其聚集体的产生，因此表现出发光性能优异、光稳定性强等特点，有望解决有机发光材料中存在的问题，实现了插层组装材料的光学性能提升。同时，探索了采用单体先插层后层间聚合的思想构筑聚合物组装LDH复合材料的可行性。3.基于阳离子功能分子无法直接引入LDH层间的科学问题，借助于自然界生物“共生现象”的启示，提出了将阳离子与聚合物阴离子共生于LDHs层间的思路，实现了光泽精和罗丹明6G阳离子型光功能客体与LDHs纳米片的组装，突破了LDHs主体仅能与阴离子组装的界限。此外，实现了金属配合物（邻菲啰啉钌、磺化酞菁锌）及有机小分子（花菁类染料）/LDHs超薄膜的构筑，发展了几种具有多重量子阱结构的偏振荧光及近红外发光的超薄膜体系。拓展了LDHs层状功能材料的组装范畴，丰富了插层组装体系及其应用领域。4.基于三基色原理，通过选取不同发光颜色（蓝、红、绿、橙）的构筑基元与LDH纳米片进行层层组装，得到几类具有异质结构的双色和三色发光超薄膜材料。通过调变发光基元、组装顺序和层数，实现了可见光范围内发光颜色的调控。超薄膜体现出良好的有序性和多色偏振荧光特征，有望应用于多色和白光偏振发射器件。本方法合成路线易行、可操作性和可调控性强，同时阴阳离子客体种类的选择范围广，为多色及白光超薄膜体系的构筑提供了新途径。5.利用LDHs材料丰富的主客体相互作用因素（主体层板电荷密度、客体分子种类、层间插入量等），以二萘嵌苯，磺化罗丹明B，香豆素，苯并咔唑等阴离子为模型体系，对几种复合发光体系的发射光谱峰位置、强度、荧光寿命等光学参数进行调控，丰富了发光薄膜材料的组装原理。运用插层共组装方法，将表面活性剂作为第二客体与光功能分子共组装于LDHs层间，为有机光功能分子提供了高度分散的环境，抑制了聚集体的产生，实现了无机/有机复合材料发光性能的优化。同时，采用分子动力学模拟研究了荧光客体分子的层间距、几何结构、取向角分布，揭示了分子聚集态在超分子层状结构中的形成和解聚规律，为共插层组装提供了一定理论依据。6.基于插层组装和剥层组装方法，制备了系列具有双光子发射，以及温度，压力和重金属离子响应的荧光变色和比率荧光变色特性的复合粉体与薄膜材料。同时，材料的刺激响应行为具有良好的可逆性和可重复性，有望应用于光学开关，传感器以及荧光防伪等领域。分子动力学模拟和周期性密度泛函理论计算表明，插层组装光功能材料的刺激响应行为与阴离子客体在LDH层间的构象，分子排列和聚集态变化紧密相关。该工作对于智能材料的设计和构筑具有一定借鉴意义。
蔺旭鹏,强颖怀,肖裕鹏,徐明磊[10]（2012）在《薄膜太阳电池研究综述》文中研究说明薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜（非晶硅、多晶硅）、多元化合物类（碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等）、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 1 共轭聚合物光电探测器工作原理 |
| 2 共轭聚合物光电探测器 |
| 2.1 聚对苯撑乙烯类 |
| 2.2 聚噻吩类(PT) |
| 2.3 聚苯并二噻吩类 |
| 2.4 聚苯胺类 |
| 2.5 其他稠环类共轭聚合物 |
| 3 结论与展望 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 有机半导体材料的发展历程 |
| 1.2 应用有机半导体传输材料的光电器件 |
| 1.2.1 有机场效应晶体管(OFET) |
| 1.2.2 有机光伏太阳能电池(OPV) |
| 1.2.3 有机发光二极管(OLED) |
| 1.3 有机半导体材料的分类 |
| 1.3.1 空穴(p型)传输材料 |
| 1.3.2 电子(n型)传输材料 |
| 1.3.3 双极性传输材料 |
| 1.4 选题的研究意义和内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 理论基础和计算模型 |
| 2.1 量子力学理论基础 |
| 2.1.1 量子力学中的五个基本假设 |
| 2.1.2 密度泛函理论(Density Functional Theory DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT) |
| 2.2 光物理和光化学过程 |
| 2.2.1 光物理过程 |
| 2.2.2 光化学过程 |
| 2.3 有机材料中分子间载流子传输模型 |
| 2.3.1 能带模型(band like model) |
| 2.3.2 跳跃模型(hopping model) |
| 2.3.3 极化子模型(polaron model) |
| 2.4 二聚体中相互作用分解过程(EDA) |
| 2.5 计算软件介绍 |
| 2.5.1 Materials Studio(MS) |
| 2.5.2 Gaussian16(高斯16) |
| 2.5.3 DUSHIN |
| 2.5.4 Amsterdam Density Functional(ADF) |
| 第三章 嵌二萘衍生物电荷传输性能的研究 |
| 3.1 理论方法和计算模型 |
| 3.1.1 计算模型 |
| 3.1.2 电荷转移积分 |
| 3.1.3 重组能 |
| 3.2 结果和讨论 |
| 3.2.1 前线分子轨道,电离势和亲和势 |
| 3.2.2 重组能分析 |
| 3.2.3 迁移积分分析 |
| 3.2.4 各向异性迁移率 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 π共轭有机分子各向异性载流子传输机制研究 |
| 4.1 理论方法 |
| 4.2 结果和讨论 |
| 4.2.1 分子轨道MOs,IPs,EAs和重组能分析 |
| 4.2.2 分子堆积结构和迁移积分 |
| 4.2.3 载流子各向异性迁移率 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 堆积结构和分子间相互作用对电荷传输性质的影响 |
| 5.1 理论方法和计算细节 |
| 5.1.1 计算软件 |
| 5.1.2 理论方法 |
| 5.2 模拟结果和讨论 |
| 5.2.1 重组能和前线分子轨道能量 |
| 5.2.2 典型的分子堆积结构模型 |
| 5.2.3 模拟的跃迁结构和载流子迁移率 |
| 5.2.4 AB和它的类似物的分子间相互作用分析 |
| 5.2.5 氢键相互作用分析 |
| 5.2.6 相互作用能量分解 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 二聚体跃迁类型和吸电子基团对1,3,6,8取代的四氮杂芘衍生物传输性能的影响 |
| 6.1 计算模型和细节 |
| 6.1.1 计算模型 |
| 6.1.2 计算细节 |
| 6.2 结果和讨论 |
| 6.2.1 HOMO和 LUMO、电离势IP、亲和势EA和重组能 |
| 6.2.2 电荷转移积分,ETS-NOCV轨道分析和键能量化分解 |
| 6.3 跃迁结构,载流子迁移率和光物理性质 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 复合物分子晶体中的载流子传输和金属传导性质研究 |
| 7.1 理论分析和计算方法 |
| 7.1.1 键能分解分析(EDA)和ETS-NOCV方法 |
| 7.1.2 载流子计算方法 |
| 7.1.3 复合物界面的电阻计算 |
| 7.2 结果和讨论 |
| 7.2.1 电荷转移的量化计算结果 |
| 7.2.2 分子间相互作用的分解 |
| 7.2.3 电荷传输迁移率的计算 |
| 7.2.4 在复合物分子界面上的电阻 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体表面分子自组装 |
| 1.2.1 固体表面吸附 |
| 1.2.2 分子组装 |
| 1.2.3 表面分子自组装的影响因素 |
| 1.3 扫描隧道显微镜技术 |
| 1.3.1 STM的结构和工作原理 |
| 1.3.2 STM的两种工作模式 |
| 1.3.3 STM的应用与发展 |
| 1.4 有机半导体分子自组装 |
| 1.4.1 p-型有机半导体分子自组装 |
| 1.4.2 n-型有机半导体分子自组装 |
| 1.5 论文选题意义及主要内容 |
| 第二章 芳环尺寸对n-型半导体液-固界面二维结晶的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 分子的合成 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 共轭芳核尺寸效应 |
| 2.3.2 溶剂效应 |
| 2.3.3 分子对称性的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 卤素间相互作用对n-型半导体液-固界面二维结晶的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 分子的合成 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.2.3 计算机模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 氢键相互作用 |
| 3.3.2 卤素键相互作用 |
| 3.3.3 卤素键对溶剂效应的影响 |
| 3.3.4 卤素键相互作用的客体诱导组装 |
| 3.4 小结 |
| 结论 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 有机光电探测器简介 |
| 1.2.1 有机光电探测器工作原理 |
| 1.2.2 有机光电探测器的主要性能参数 |
| 1.3 国内外研究现状及分析 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 国内外文献综述及简析 |
| 1.4 本课题的主要研究内容及创新性 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 高增益异质结光电探测器的制备 |
| 2.4 薄膜材料表征 |
| 2.4.1 薄膜表面形貌与膜厚表征 |
| 2.4.2 材料吸收光谱与功函数表征 |
| 2.5 有机光电探测器的表征 |
| 2.5.1 电流-电压曲线测试 |
| 2.5.2 外量子效率的测试 |
| 2.5.3 响应强度和速度表征 |
| 2.5.4 探测率的表征 |
| 2.5.5 线性度的表征 |
| 第3章 有机缺陷材料掺杂高增益器件制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有机材料的紫外可见吸收光谱 |
| 3.3 掺杂共轭缺陷材料的光电特性 |
| 3.4 缺陷材料掺杂对成膜质量的影响 |
| 3.5 基于PCE-10材料制备高增益器件 |
| 3.5.1 电子给受体比例 |
| 3.5.2 掺杂形式对器件高增益效果的影响 |
| 3.5.3 旋涂工艺对器件高增益效果的影响 |
| 3.5.4 氨基酸修饰对器件高增益的影响 |
| 3.5.5 缺陷材料掺杂比例对器件增益影响 |
| 3.5.6 电子受体比例对器件高增益的影响 |
| 3.6 其余活性层材料制备高增益器件 |
| 3.6.1 基于PDPP3T材料制备高增益器件 |
| 3.6.2 基于MEH-PPV材料制备高增益器件 |
| 3.6.3 基于有机-无机杂化体系制备增益器件 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 缺陷对性能影响及高增益工作机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有机缺陷材料掺杂对器件性能影响 |
| 4.2.1 线性度 |
| 4.2.2 稳定性 |
| 4.2.3 响应度 |
| 4.2.4 响应时间 |
| 4.3 器件高增益的工作机理 |
| 4.3.1 活化能 |
| 4.3.2 偏压对高增益影响 |
| 4.3.3 器件结构对高增益的影响 |
| 4.3.4 异质结对器件高增益影响 |
| 4.3.5 工作机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 光伏效应综述 |
| 1.3 有机太阳电池的原理 |
| 1.3.1 光子吸收与激子的产生 |
| 1.3.2 激子的扩散和解离 |
| 1.3.3 载流子（极化子）解离 |
| 1.3.4 载流子输运 |
| 1.3.5 载流子复合 |
| 1.3.6 电荷抽离 |
| 1.4 有机太阳电池的研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 研究材料简介 |
| 1.5.2 本论文内容 |
| 第二章 器件制备装置与工艺的研究 |
| 2.1 聚合物/富勒烯太阳电池结构的研究 |
| 2.2 聚合物/富勒烯太阳电池阳极的制备 |
| 2.2.1 刻蚀工艺的实验流程 |
| 2.2.2 刻蚀工艺的结果与分析 |
| 2.2.3 光学相干断层扫描(OCT)检测分析 |
| 2.3 衬基预处理的工艺研究 |
| 2.4 旋涂装置及制备的工艺研究 |
| 2.4.1 旋涂工艺的过程 |
| 2.4.2 旋涂制备的优化方案 |
| 2.5 真空蒸镀装置及工艺的研究 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 聚合物/富勒烯太阳电池本体异质结的研究 |
| 3.1 聚合物单质结电池的研究 |
| 3.2 聚合物/富勒烯本体异质结的光电性能研究 |
| 3.2.1 有源层膜厚的研究 |
| 3.2.2 不同有源层厚度的电池特性 |
| 3.2.3 聚合物电池光生电流的测试 |
| 3.3 聚合物/富勒烯本体异质结的性能分析 |
| 3.3.1 能量密度泛函简介 |
| 3.3.2 基于DFT方法对P3HT/PCBM体系的分析 |
| 3.3.3 有效质量的分析与研究 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 聚合物/富勒烯太阳电池阴极及其修饰层的研究 |
| 4.1 铝阴极对聚合物/富勒烯太阳电池特性影响的研究 |
| 4.1.1 铝阴极的特点综述 |
| 4.1.2 铝阴极的厚度对太阳电池的影响 |
| 4.2 阴极修饰层对聚合物/富勒烯太阳电池性能影响的研究 |
| 4.2.1 钙单质作为修饰层的特点综述 |
| 4.2.2 钙单质作为修饰层对太阳电池的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 聚合物/富勒烯太阳电池阳极修饰层的研究 |
| 5.1 PEDOT: PSS退火过程的研究 |
| 5.2 不同掺杂对PEDOT : PSS薄膜性能的研究 |
| 5.2.1 掺杂剂对薄膜透过率影响的研究 |
| 5.2.2 掺杂剂对表面粗糙度影响的研究 |
| 5.2.3 掺杂剂对电导率影响的研究 |
| 5.2.4 掺杂剂对PEDOT: PSS薄膜对活性层形貌影响的研究 |
| 5.2.5 掺杂剂对聚合物/富勒烯太阳电池性能影响的研究 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 聚合物/富勒烯太阳电池光物理过程的研究 |
| 6.1 瞬态测试原理 |
| 6.1.1 泵浦极化光谱测试原理 |
| 6.1.2 瞬态电学测试原理 |
| 6.2 瞬态特性测试与载流子传输机制 |
| 6.2.1 飞秒瞬态吸收光谱的研究 |
| 6.2.2 微秒瞬态吸收光谱的研究 |
| 6.2.3 有源层动态复合的研究 |
| 6.2.4 聚合物/富勒烯太阳电池复合过程的研究 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 有机光电二极管的研究与状态分析 |
| 7.1 基于斩波调制的光电响应系统 |
| 7.2 基于激光调制的光电响应系统 |
| 7.3 载流子内部复合的随机过程 |
| 7.3.1 载流子运动的定义与性质 |
| 7.3.2 载流子运动的鞅性 |
| 7.3.3 有吸收点及有漂移的载流子运动的分布定义 |
| 7.3.4 载流子扩散运动的积分和形式求导 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录： 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能和光伏器件 |
| 1.2 导电聚合物材料特点 |
| 1.3 无序体系中电荷输运原理 |
| 1.4 迁移率的测量 |
| 1.5 有机/聚合物太阳能电池光物理过程和器件表征 |
| 1.6 有机/聚合物太阳能电池器件模型 |
| 1.7 有机场效应晶体管 |
| 1.8 本论文的设计思路 |
| 第2章 有机/聚合物太阳能电池全器件主方程模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主方程方法与蒙特卡洛方法对比 |
| 2.3 光伏物理过程与主方程模型构建 |
| 2.3.1 空间无序和能量涨落 |
| 2.3.2 格点主方程激子事件 |
| 2.3.3 格点主方程载流子事件 |
| 2.3.4 静电相互作用 |
| 2.3.5 电荷注入与抽取 |
| 2.4 模拟流程和主方程求解 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 能量无序度与迁移率关系 |
| 2.5.2 活性层形貌对器件效率的影响 |
| 2.5.3 迁移率与器件效率的关系 |
| 2.5.4 迁移率不平衡导致的局部电荷积累现象 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电极—活性层接触条件与界面层机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 界面损耗与界面层作用机理 |
| 3.2.1 界面层作用 |
| 3.2.2 界面层作用机理假设 |
| 3.3 势垒差异速率模型 |
| 3.4 接触势垒对聚合物本体异质结太阳能电池器件效率的影响 |
| 3.4.1 接触势垒与界面电荷注入抽取原理 |
| 3.4.2 结果与讨论 |
| 3.4.3 结论 |
| 3.5 聚合物铁电材料界面层的作用机理 |
| 3.5.1 聚氟乙烯共聚物单层分子取向薄膜应用于聚合物太阳能电池 |
| 3.5.2 P(VDF-Tr FE) 机理结果与讨论 |
| 3.5.3 结论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 有机场效应晶体管全器件模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有机场效应晶体管结构与基本原理 |
| 4.3 有机场效应晶体管全器件模型 |
| 4.3.1 有机场效应晶体管全器件模型研究进展 |
| 4.3.2 主方程方法有机场效应晶体管全器件模型构建 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 有机电子学 |
| 1.1.1 有机电子学发展历史 |
| 1.1.2 有机光电材料 |
| 1.2 有机光电材料特点及其应用 |
| 1.2.1 有机电致发光(OLED) |
| 1.2.2 有机太阳能电池(OPV) |
| 1.2.3 有机场效应晶体管(OFET) |
| 1.3 有机光电材料分子结构与性能的基本关系 |
| 1.4 本论文的研究思路与方案 |
| 1.4.1 梯型杂芴及其聚合物 |
| 1.4.2 桥联杂芴及其聚合物 |
| 1.4.3 取代基和端基对聚合物光电性能的影响 |
| 1.4.4 手性链构象对聚合物材料光电性质的影响 |
| 1.5 量子化学基本理论和计算方法 |
| 1.5.1 有机材料的轨道和能级 |
| 1.5.2 薛定谔方程及其近似 |
| 1.5.3 密度泛函理论 |
| 1.5.4 分子动力学模拟 |
| 1.5.5 量子化学计算软件 |
| 1.6 本课题研究的意义 |
| 1.7 本论文研究的主要内容 |
| 1.8 本论文创新之处 |
| 参考文献 |
| 第二章 梯型杂芴聚合物的光物理性质理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子化学计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 分子的结构优化 |
| 2.3.2 前线分子轨道 |
| 2.3.3 电离势、电子亲和势和重组能 |
| 2.3.4 吸收光谱 |
| 2.3.5 发射光谱 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 杂桥联杂芴的结构和电子性质的理论分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 量子化学计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 桥联杂芴的结构、电子和光学性质 |
| 3.3.2 桥联杂芴寡聚物/聚合物的结构、电子和光学性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 聚苯撑乙烯的取代基和封端基团对光物理性质的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论计算方法 |
| 4.2.1 量子化学基本方法 |
| 4.2.3 激发态优化和光学性质 |
| 4.2.4 价键轨道和UPS |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 扭转分析 |
| 4.3.2 取代基效应 |
| 4.3.3 端基效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 p-n嵌段芴-恶二唑共聚物基态和激发态的溶剂效应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论研究方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 吸收和发射光谱的实验和理论研究 |
| 5.3.2 溶剂化效应引起的结构弛豫 |
| 5.3.3 基态和激发态时溶剂化作用引起的几何构型变化 |
| 5.3.4 光激发电荷重新分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 主链手性共轭聚合物光物理性质研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 材料制备 |
| 6.2.2 测试与表征 |
| 6.3 理论计算方法 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 合成与物理性质 |
| 6.4.2 光物理性质 |
| 6.4.3 圆二色谱性质 |
| 6.4.4 理论计算与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 纯有机余辉材料发光机理研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 分子结构设计 |
| 7.3 理论计算方法 |
| 7.4 有机余辉发光的机理 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 附录2 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 附录3 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 附录4 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 概述 |
| 1.1.1 分子电子器件 |
| 1.1.2 分子开关 |
| 1.1.3 分子导线 |
| §1.2 三芳胺类化合物的应用 |
| §1.3 含三芳胺单元的二芳基乙烯化合物的研究进展 |
| §1.4 含三芳胺单元的分子导线类化合物的研究进展 |
| 1.4.1 三芳胺作为端基的分子导线类化合物 |
| 1.4.2 三芳胺作为桥联配体的分子导线类化合物 |
| §1.5 本论文的立题思想 |
| 第二章 含三芳胺单元的二噻吩乙烯化合物的合成及性质研究 |
| §2.1 实验部分 |
| 2.1.1 合成路线 |
| 2.1.2 试剂处理及实验仪器 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| §2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 化合物的合成 |
| 2.2.2 化合物的光致变色性质 |
| 2.2.3 电化学性质 |
| 2.2.4 光谱电化学性质 |
| §2.3 小结 |
| 第三章 含三芳胺单元的双金属钌配合物的合成及性质研究 |
| §3.1 实验部分 |
| 3.1.1 合成路线 |
| 3.1.2 试剂处理及实验仪器 |
| 3.1.3 实验步骤 |
| §3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 化合物的合成 |
| 3.2.2 化合物的结构表征 |
| 3.2.3 化合物的性质 |
| 3.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 目标化合物及部分中间体谱图 |
| 在校期间发表论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超分子化学及超分子结构功能材料 |
| 1.2 插层组装化学与插层结构材料 |
| 1.3 水滑石类化合物简介 |
| 1.3.1 LDHs 结构 |
| 1.3.2 LDHs 材料的应用领域 |
| 1.3.3 LDHs 薄膜材料的构筑与功能化 |
| 1.4 有机光功能材料简介 |
| 1.4.1 概述 |
| 1.4.2 有机光功能材料存在问题 |
| 1.4.3 有机光功能材料的应用领域 |
| 1.5 功能材料的分子模拟与分子设计 |
| 1.6 本课题的研究内容、目的和意义 |
| 第二章 共轭聚合物/LDHs有序超薄膜组装及其发光性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料与试剂 |
| 2.2.2 LDHs 组装前体制备及超薄膜组装方法 |
| 2.2.3 仪器与表征方法 |
| 2.2.4 共轭聚合物/LDH 理论模型的建立与计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 磺化聚对亚苯(APPP)/LDHs 超薄膜组装及性能研究 |
| 2.3.1.1 超薄膜组装过程监测 |
| 2.3.1.2 超薄膜表面形貌和结构特征 |
| 2.3.1.3 荧光寿命，偏振特征与光稳定性研究 |
| 2.3.1.4 APPP/LDH 体系的理论研究 |
| 2.3.2 磺化聚苯撑乙烯(APPV)/LDHs 超薄膜组装及性能研究 |
| 2.3.2.1 超薄膜光谱学特性 |
| 2.3.2.2 薄膜结构和形貌表征 |
| 2.3.2.3 薄膜偏振荧光和电化学表征 |
| 2.3.2.4 APPV/LDH 体系的理论研究 |
| 2.3.3 磺化聚噻吩(APT)/LDHs 超薄膜组装及性能研究 |
| 2.3.3.1 超薄膜光谱学表征 |
| 2.3.3.2 超薄膜结构和形貌表征 |
| 2.3.3.3 超薄膜电化学特性 |
| 2.3.3.4 超薄膜光稳定性测试 |
| 2.3.3.5 超薄膜的 pH 响应特性研究 |
| 2.3.3.6 APT/LDH 体系电子结构特性研究 |
| 2.3.4 对乙烯基磺酸根阴离子插层 Ni-Al-LDH 及层间原位聚合 |
| 2.3.4.1 VBS 单体插层 Ni-Al-LDH 的结构特征 |
| 2.3.4.2 VBS 和 VBS/Ni-Al-LDH 层间聚合反应 |
| 2.3.4.3 层间聚合产物的形貌特征 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 光功能配合物及阳离子组装LDHs超薄膜构筑及多色发光调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 邻菲啰啉钌配合物(Ru(dpds)_3)/LDH 超薄膜的组装与理论研究 |
| 3.2.1 前言 |
| 3.2.2 实验与计算部分 |
| 3.2.2.1 材料和试剂 |
| 3.2.2.2 超薄膜组装方法 |
| 3.2.2.3 仪器与表征方法 |
| 3.2.2.4 Ru(dpds)_3/LDH 体系的理论模型构建与计算方法 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.2.3.1 超薄膜组装过程的监测 |
| 3.2.3.2 薄膜表面形貌研究 |
| 3.2.3.3 薄膜偏振特性研究 |
| 3.2.3.4 Ru(dpds)_3/LDH 体系理论研究 |
| 3.3 磺化酞菁锌/LDHs 超薄膜的组装与理论研究 |
| 3.3.1 前言 |
| 3.3.2 实验部分 |
| 3.3.2.1 材料和试剂 |
| 3.3.2.2 超薄膜组装过程 |
| 3.3.2.3 仪器与表征方法 |
| 3.3.2.4 ZnTSPc/LDH 体系的理论模型构建与计算方法 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.3.3.1 超薄膜组装过程的监测 |
| 3.3.3.2 超薄膜的结构，形貌及荧光特性研究 |
| 3.3.3.3 ZnTSPc/LDH 体系的理论计算与多重量子阱结构研究 |
| 3.4 光泽精阳离子型客体与 LDHs 的层层组装 |
| 3.4.1 前言 |
| 3.4.2 实验与计算部分 |
| 3.4.2.1 材料和药品 |
| 3.4.2.2 (BNMA@PVS/LDH)_n超薄膜组装的实验步骤 |
| 3.4.2.3 仪器与表征方法 |
| 3.4.2.4 BNMA@PVS/LDH 体系的计算细节和分析方法 |
| 3.4.3 结果与讨论 |
| 3.4.3.1 超薄膜组装过程的监测 |
| 3.4.3.2 超薄膜光电性质研究 |
| 3.4.3.3 BNMA@PVS/LDH 的分子动力学模拟 |
| 3.4.3.4 其他阳离子与 LDH 超薄膜体系的组装 |
| 3.5 基于磺化花菁染料和 LDH 组装的近红外吸收和偏振发光超薄膜 |
| 3.5.1 前言 |
| 3.5.2 实验与计算部分 |
| 3.5.2.1 材料和试剂 |
| 3.5.2.2 超薄膜组装 |
| 3.5.2.3 仪器与表征方法 |
| 3.5.2.4 Scy/LDH 体系结构构建及计算方法 |
| 3.5.3 结果与讨论 |
| 3.5.3.1 Scy/LDH 超薄膜的谱学特征 |
| 3.5.3.2 结构，形貌及热稳定性表征 |
| 3.5.3.3 超薄膜的偏振荧光测定 |
| 3.5.3.4 Scy/LDH 体系的理论研究 |
| 3.5.3.4.1 Scy 阴离子的性质 |
| 3.5.3.4.2 层间距以及 Scy 在 LDH 的层间排列 |
| 3.6 基于层层组装法构筑异质结构透明多色荧光超薄膜 |
| 3.6.1 引言 |
| 3.6.2 实验部分 |
| 3.6.2.1 材料和药品 |
| 3.6.2.2 超薄膜组装过程 |
| 3.6.3 结果与讨论 |
| 3.6.3.1 (APPP/LDH)_12/(BNMA@PVS/LDH)_n超薄膜的蓝/绿区域发射 |
| 3.6.3.2 (APPP/LDH)_12/(APPV/LDH)_n超薄膜的蓝/橙区域发射 |
| 3.6.3.3 红/蓝和红/绿荧光超薄膜体系 |
| 3.6.3.4 双色荧光超薄膜结构和形貌表征 |
| 3.6.3.5 超薄膜双色偏振发射特性 |
| 3.6.3.6 三色荧光薄膜体系 |
| 3.7 结论 |
| 第四章 荧光小分子组装LDHs材料的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 苯并咔唑(BCZC)组装 LDH 材料的制备及发光性能 |
| 4.2.1 前言 |
| 4.2.2 实验部分 |
| 4.2.2.1 材料和试剂 |
| 4.2.2.2 不同层板电荷密度的 BCZC/LDH 粉体及其薄膜材料的制备 |
| 4.2.2.3 仪器与表征方法 |
| 4.2.2.4 BCZC/LDH 模型建立 |
| 4.2.2.5 理论模拟方法 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.2.3.1 晶体结构与热稳定性分析 |
| 4.2.3.2 光物理性质研究 |
| 4.2.3.3 薄膜的取向研究 |
| 4.2.3.4 分子动力学模拟 |
| 4.2.3.4.1 层间距与客体层间排列 |
| 4.2.3.4.2 BCZC 扩散行为与层间水分子径向分布函数 |
| 4.3 二萘嵌苯四羧酸根(PTCB)组装 LDH 的实验与分子动力学模拟 |
| 4.3.1 前言 |
| 4.3.2 实验部分 |
| 4.3.2.1 材料和试剂 |
| 4.3.2.2 PTCB 以及 PTCB 插层 Mg-Al-LDH 的制备 |
| 4.3.2.3 仪器与表征方法 |
| 4.3.2.4 模型建立和模拟方法 |
| 4.3.3 结果与讨论 |
| 4.3.3.1 PTCB 插层 Mg-Al-LDH 的结构表征 |
| 4.3.3.2 PTCB/Mg-Al-LDH 体系的光物理特性 |
| 4.3.3.3 PTCB/Mg-Al-LDH 的热分解行为 |
| 4.3.3.4 分子动力学模拟 |
| 4.3.3.4.1 层间溶胀和水合性质 |
| 4.3.3.4.2 PTCB 聚集态和层间水分子的取向排列研究 |
| 4.4 磺化罗丹明 B(SRB)组装 LDH 材料发光性能优化及偏振荧光薄膜 |
| 4.4.1 前言 |
| 4.4.2 实验部分 |
| 4.4.2.1 材料和试剂 |
| 4.4.2.2 前驱体溶液的制备 |
| 4.4.2.3 SRB-DBS/LDH 复合粉体的制备 |
| 4.4.2.4 SRB-DBS/LDH 复合薄膜的制备 |
| 4.4.2.5 仪器与表征方法 |
| 4.4.3 结果与讨论 |
| 4.4.3.1 SRB-DBS/LDH 粉体的表征 |
| 4.4.3.1.1 晶体结构和元素组成 |
| 4.4.3.1.2 发光强度的优化 |
| 4.4.3.1.3 荧光寿命 |
| 4.4.3.2 SRB-DBS/LDH 薄膜的表征 |
| 4.4.3.2.1 取向和形貌 |
| 4.4.3.2.2 荧光寿命 |
| 4.4.3.2.3 SRB-DBS/LDH 体系粉体与薄膜偏振荧光特性的对比 |
| 4.4.3.2.4 粉体和薄膜的时间分辨各向异性 |
| 4.5 香豆素(C3C)与表面活性剂(DDS)共插层 LDHs 的实验与分子模拟 |
| 4.5.1 前言 |
| 4.5.2 实验部分 |
| 4.5.2.1 材料和药品 |
| 4.5.2.2 前驱体溶液的制备 |
| 4.5.2.3 DDS-C3C/LDH 复合粉体和薄膜的制备 |
| 4.5.2.4 仪器与表征方法 |
| 4.5.2.5 模型建立和模拟方法 |
| 4.5.3 结果与讨论 |
| 4.5.3.1 共插层体系粉体的结构和热稳定性研究 |
| 4.5.3.2 荧光与紫外可见吸收性质 |
| 4.5.3.3 C3C-DDS/LDH 薄膜的取向和形貌 |
| 4.5.3.4 薄膜荧光寿命与偏振荧光表征 |
| 4.5.3.5 C3C-DDS/LDH 分子动力学模拟 |
| 4.5.3.5.1 层间距以及 C3C 阴离子在 LDH 层间排列 |
| 4.5.3.5.2 C3C 分子间距和层间扩散性质 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 智能型层状无机有机复合材料的组装及刺激响应特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 温度敏感的二苯乙烯衍生物(BSB)/LDHs 超薄膜荧光变色性能研究 |
| 5.2.1 实验与计算部分 |
| 5.2.1.1 材料和试剂 |
| 5.2.1.2 无机/有机复合多层有序超薄膜(BSB/LDH)_n的组装 |
| 5.2.1.3 仪器与表征方法 |
| 5.2.1.4 理论模型建立与计算方法 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.2.2.1 BSB/LDH 复合超薄膜的谱学性质及其超分子结构 |
| 5.2.2.2 BSB/LDHs 复合超薄膜的热致变色荧光性能 |
| 5.2.2.3 双色可逆热致荧光变色超薄膜体系的构建 |
| 5.2.2.4 可逆热致荧光变色超薄膜体系的理论研究 |
| 5.3 BSB/LDH 体系的双光子发射性能研究 |
| 5.3.1 无机/有机复合 BSB 插层 LDH 系列粉体的制备 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.3.2.1 BSB/LDH 体系的元素组成和结构表征 |
| 5.3.2.2 BSB/LDH 体系的荧光性能与双光子发射 |
| 5.4 超分子结构压力响应荧光变色材料的组装 |
| 5.4.1 实验部分 |
| 5.4.1.1 材料和试剂 |
| 5.4.1.2 无机/有机复合粉体 BTZB 插层 LDH 的制备 |
| 5.4.1.3 理论模型建立与计算方法 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.4.2.1 BTZB/LDHs 复合粉体材料超分子结构研究 |
| 5.4.2.2 BTZB/LDHs 复合粉体材料的压致荧光变色性能 |
| 5.4.2.3 BTZB/LDHs 压致变色荧光的可逆性 |
| 5.4.2.4 BTZB/LDHs 压力响应的分子模拟 |
| 5.4.2.4.1 层间距和 BTZB 层间排列的变化 |
| 5.4.2.4.2 层间 BTZB 构型变化 |
| 5.4.2.4.3 BTZB/MgAl-LDH 体系的周期性密度泛函计算 |
| 5.5 (BTZB/LDH)_n复合超薄膜的组装及其金属离子响应研究 |
| 5.5.1 前言 |
| 5.5.2 BTZB/LDH 有序薄膜的组装方法 |
| 5.5.3 结果与讨论 |
| 5.5.3.1 超薄膜组装过程监测 |
| 5.5.3.2 超薄膜的结构和形貌特征 |
| 5.5.3.3 超薄膜的光稳定性测定 |
| 5.5.3.4 超薄膜对重金属离子溶液的可逆荧光响应 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论 |
| 本论文的创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
| 0 引言 |
| 1 硅基薄膜太阳电池 |
| 1.1 非晶硅薄膜太阳电池 |
| 1.2 多晶硅薄膜太阳电池 |
| 2 多元化合物太阳电池 |
| 2.1 Cd Te薄膜太阳电池 |
| 2.2 CIS和CIGS薄膜太阳电池 |
| 2.3 CZTS薄膜太阳电池 |
| 3 有机薄膜太阳电池 |
| 3.1 有机太阳电池的结构 |
| 3.2 有机聚合物薄膜太阳电池 |
| 4 染料敏化太阳电池 |
| 5 结语 |
